Materiale care pot capta apă din aer și stoca energie, dezvoltate de un chimist român de la Princeton

Cercetătorul născut în România lucrează cu o clasă de materiale numite rețele metal-organice, cunoscute sub denumirea de MOF (metal-organic frameworks), potrivit Autorității Naționale pentru Cercetare.

Arhitectura MOF-urilor, structuri cristaline formate din componente metalice conectate prin molecule organice, creează un număr foarte mare de pori minusculi, în interiorul cărora pot fi captate diferite molecule.

Porii au dimensiuni de ordinul nanometrilor, iar suprafața internă a materialelor poate deveni uriașă. Mircea Dincă explică, într-un material publicat de Unversitatea Princeton în aprilie 2026, că o cantitate de MOF de dimensiunea unei lingurițe poate avea o suprafață internă comparabilă cu cea a unui teren de fotbal.

Această proprietate permite materialelor să rețină molecule precum apa, dioxidul de carbon sau metanul.

La ce lucrează un chimist român de la Princeton?

Una dintre direcțiile cercetărilor lui Mircea Dincă urmărește folosirea acestor materiale pentru captarea apei din atmosferă, inclusiv în zone foarte uscate.

Un studiu publicat în Nature Communications în mai 2025 prezintă un MOF denumit Mg-SU-102, care începe să capteze rapid apă la o umiditate relativă de numai 4,3%. Materialul poate ajunge la o capacitate maximă de 0,41 grame de apă pentru fiecare gram de material și a înregistrat pierderi minime de capacitate după 500 de cicluri de captare și eliberare a apei.

Cercetătorii încearcă să controleze atât dimensiunea porilor, cât și proprietățile lor chimice pentru ca materialele să capteze apa la niveluri scăzute de umiditate și să o elibereze ulterior cu un consum cât mai redus de energie.

Mircea Dincă a explicat pentru Princeton că echipa sa modifică dimensiunea porilor și capacitatea acestora de a interacționa cu apa pentru a proiecta materiale care să o capteze la umiditate scăzută și să o elibereze folosind cât mai puțină energie.

Cercetările românului vizează și o altă proprietate a MOF-urilor: capacitatea de a conduce electricitatea.

Deși aceste materiale sunt extrem de poroase, în mod obișnuit conduc foarte slab electricitatea. Dincă și echipa sa au contribuit la dezvoltarea unor MOF-uri conductoare, deschizând posibilitatea utilizării lor în dispozitive pentru stocarea energiei.

Dispozitive de stocare a energiei

Într-un alt studiu, publicat în Nature Materials, cercetătorii au prezentat un supercondensator în care un MOF conductiv a fost folosit ca unic material activ al electrozilor, fără aditivi conductori sau lianți.

Dispozitivul a păstrat peste 90% din capacitate după 10.000 de cicluri de încărcare și descărcare. Studiul a fost publicat online în 2016 și a apărut în ediția din februarie 2017 a revistei.

În prezent, laboratorul condus de Dincă la Princeton studiază materiale microporoase pentru aplicații precum bateriile și supercondensatoarele, dar și pentru cataliză și alte tehnologii legate de energie și mediu.

Mircea Dincă s-a născut și a crescut la Făgăraș și a absolvit Universitatea Princeton în 2003. Și-a obținut doctoratul la Universitatea California, Berkeley, în 2008, iar în 2010 s-a alăturat MIT (Massachusetts Institute of Technology), unde și-a continuat cariera academică.

În 2020 a devenit profesor titular la MIT, iar ulterior s-a întors la Princeton, unde este în prezent profesor de chimie.

Pentru dezvoltarea rețelelor metal-organice, domeniu în care lucrează și Mircea Dincă, Premiul Nobel pentru Chimie din 2025 a fost acordat cercetătorilor Susumu Kitagawa, Richard Robson și Omar M. Yaghi. Potrivit Academiei Regale Suedeze de Științe, MOF-urile pot fi proiectate pentru diferite funcții, printre posibilele aplicații fiind captarea apei din aerul uscat și a dioxidului de carbon, stocarea gazelor și catalizarea reacțiilor chimice.